DE102010014114A1 - Ophthalmological device has illuminant for lighting eye, image recording device, central unit with output unit and imaging optic for imaging illumination light on different parts of eye - Google Patents

Ophthalmological device has illuminant for lighting eye, image recording device, central unit with output unit and imaging optic for imaging illumination light on different parts of eye Download PDF

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Abstract

The ophthalmological device has an illuminant for lighting the eye, an image recording device, a central unit with output unit and an imaging optic for imaging the illumination light on different parts of the eye and for imaging the light reflected from the parts of the eye on the image recording device. The image recording device is a digital camera with higher definitions and digital zoom function.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung bei der die im ophthalmologischen Gerät vorhandene Bildaufnahmeeinheit dazu verwendet werden soll Bilder aufzunehmen, die zum Einen für Justieraufgaben und zum Anderen für Messaufgaben erforderlich sind. Dabei müssen alle aufgenommenen Bilder die jeweils erforderlichen Mindestanforderungen hinsichtlich Auflösung, Kontrastverhältnis, Farbtreue, Schärfentiefe u. a. erfüllen.The present invention relates to a solution in which the image recording unit present in the ophthalmological apparatus is to be used to record images which are required on the one hand for adjustment tasks and on the other for measurement tasks. All captured images must meet the minimum requirements with regard to resolution, contrast ratio, color fidelity, depth of field u. a. fulfill.

Nach dem bekannten Stand der Technik sind dazu Lösungen bekannt, bei denen für die unterschiedlichen Aufgaben Bilder mit verschiedenen Auflösungen aufgenommen werden.According to the known state of the art, solutions are known in which images with different resolutions are recorded for the different tasks.

Die Schrift WO 2000/033729 A1 beschreibt eine Anordnung zur Vermessung von Teilabschnitten des Auges, vorzugsweise zur Ermittlung der Vorderkammertiefe VKT, bestehend aus einer seitlich zum Auge unter einem Winkel zur Beobachtungsachse einstrahlender spaltförmigen Beleuchtung und einer die vom Auge kommenden, Streubilder erfassenden Empfängeranordnung mit einer Signalverarbeitung. Die beschriebene Lösung ermöglicht eine berührungslose Vermessung von verschiedenen Augenparametern nach vorheriger Justierung des Gerätes zum Patientenauge. Dabei realisieren verschiedene Optiken unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe, wobei die Optiken durch eine motorische Einheit wechselweise in den Strahlengang des Gerätes eingeschwenkt werden. Diese mechanische Bewegung wirkt sich nachteilig aus. Neben einem Zeitverzug in der Messwerterfassung durch die erforderliche Umschaltung, unterliegen die mechanisch bewegten Teile dem Verschleiß und bedürfen einer regelmäßigen Schmierung und Wartung. Daraus resultiert eine unter Umständen erhöhte Störanfälligkeit. Zudem muss die Bewegung der Optiken mit äußerster Präzision vorgenommen werden.The font WO 2000/033729 A1 describes an arrangement for measuring partial sections of the eye, preferably for determining the anterior chamber depth VKT, consisting of a laterally to the eye at an angle to the observation axis einstrahlender slot-shaped illumination and the coming of the eye, scatter images receiver arrangement with a signal processing. The solution described allows a non-contact measurement of different eye parameters after prior adjustment of the device to the patient's eye. Different optics realize different image scales, whereby the optics are alternately swung by a motor unit into the beam path of the device. This mechanical movement has a disadvantageous effect. In addition to a time delay in the measured value acquisition due to the required switching, the mechanically moving parts are subject to wear and require regular lubrication and maintenance. This results in a possibly increased susceptibility to interference. In addition, the movement of the optics must be made with extreme precision.

Auch in Bezug auf die von der Bildaufnahmevorrichtung ophthalmologischer Geräte zu realisierenden Justier- und Messaufgabe sind Lösungen aus dem Stand der Technik bekannt.Also in relation to the adjustment and measuring task to be implemented by the image recording device of ophthalmological devices, solutions from the prior art are known.

So beschreibt die DE 102 50 569 A1 eine Anordnung und ein Verfahren zur Positionierung eines Gerätes bezüglich des zu untersuchenden Patientenauges in x-, y- und/oder z-Koordinaten. Das ophthalmologische Gerät verfügt dazu neben einer steuerbaren Beleuchtungseinheit, einem Beobachtungssystem, einer Bildaufnahmeeinheit, einer zentralen Steuereinheit, einer Ausgabeeinheit und einer Eye-Tracker-Einheit über Mittel zum relativen Positionieren. Das Abbildungssystem der Eye-Tracker-Einheit verfügt dabei über mindestens zwei verschiedene einstellbare Vergrößerungen, wobei das Signal der Eye-Tracker-Einheit, außer zur Nachführung einer auf das Auge projizierten Messmarke und/oder Gitterstruktur, auch zur Detektion der Position des Patientenauges bezüglich der optischen Achse des ophthalmologischen Gerätes verwendet wird. Dabei kommen ebenfalls verschiedene, einstellbare Vergrößerungen zum Einsatz, die vorzugsweise durch ein Zoom- oder Wechselobjektiv realisiert werden. Wie bei der zuvor beschriebenen Lösung wirken sich auch hier die mechanisch bewegten Teile nachteilig aus.That's how it describes DE 102 50 569 A1 an arrangement and a method for positioning a device with respect to the patient eye to be examined in x, y and / or z coordinates. In addition to a controllable lighting unit, an observation system, an image acquisition unit, a central control unit, an output unit and an eye-tracker unit, the ophthalmological apparatus has means for relative positioning. The imaging system of the eye tracker unit has at least two different adjustable magnifications, the signal of the eye tracker unit, except for tracking a projected onto the eye and / or lattice structure, also for detecting the position of the patient's eye relative to the optical axis of the ophthalmic device is used. Different, adjustable magnifications are also used, which are preferably realized by a zoom or interchangeable lens. As with the solution described above, the mechanically moving parts also have a disadvantageous effect here.

Die oben beschriebenen Lösungen funktionieren ausreichend gut, sind jedoch kostenaufwendig und benötigen aufgrund der Verstellvorgänge eine gewisse Zeit, die für Messzwecke nicht genutzt werden kann.The solutions described above work well enough, but are costly and require a certain amount of time due to the adjustments, which can not be used for measurement purposes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu entwickeln, mit der die im ophthalmologischen Gerät vorhandene Bildaufnahmevorrichtung in der Lage ist Bilder vom Auge bzw. von Teilen des Auges mit hoher Qualität unmittelbar hintereinander aufzunehmen, um dadurch die Bedienung des Gesamtgerätes weiter zu vereinfachen und die Belastung des Patienten zu minimieren.The present invention has for its object to develop a solution with which existing in the ophthalmic device image recording device is able to take pictures of the eye or parts of the eye with high quality immediately after each other, thereby further simplifying the operation of the overall device and to minimize the burden on the patient.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention the object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Die Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen ophthalmologischen Gerät mit Abbildungsmodi für Justier- und Messaufgaben besteht aus mindestens einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Auges, einer Bildaufnahmevorrichtung, einer zentralen Steuereinheit mit einer Ausgabeeinheit, sowie einer Abbildungsoptik zur Abbildung des Beleuchtungslichtes auf unterschiedliche Teile des Auges und zur Abbildung des von Teilen des Auges reflektierten Lichtes auf die Bildaufnahmevorrichtung dadurch gelöst, dass die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera mit hoher Auflösung und einer Digitalzoom-Funktion ist, die zur Realisierung der Justier- und Messaufgaben sowie zur Darstellung auf der Ausgabeeinheit Verbindungen zu der zentralen Steuereinheit aufweist.The object is with the ophthalmic device according to the invention with imaging modes for adjustment and measurement tasks consists of at least one illumination unit for illuminating the eye, an image pickup device, a central control unit with an output unit, and an imaging optics for imaging the illumination light on different parts of the eye and for imaging of the reflected light from parts of the eye to the image pickup device, characterized in that the image pickup device is a digital camera with high resolution and a digital zoom function, which has connections to the central control unit for realizing the adjustment and measurement tasks as well as for display on the output unit.

Vorzugsweise wurde bisher für die Keratometerberechnung eine Apertur (Objektapertur) von NA = 0,04 verwendet, dabei für die herkömmlichen VGR-Kameras rund 290 Pixel für die Höhe genutzt. Die erfindungsgemäße Optik verwendet die gleiche Apertur von NA = 0,04 und hat für die XGA-Kameras ebenfalls 290 Pixel für die um den Digitalzoomfaktor reduzierte Höhe zur Verfügung. Für die erfindungsgemäße Anordnung lässt sich die Apertur auf bis etwa NA = 0,065 steigern und damit die Genauigkeit für die Keratometerabbildung weiter verbessern.Preferably, an aperture (object aperture) of NA = 0.04 has hitherto been used for the keratometer calculation, whereby about 290 pixels are used for the height for the conventional VGR cameras. The optical system according to the invention uses the same aperture of NA = 0.04 and also has 290 pixels available for the XGA cameras for the height reduced by the digital zoom factor. For the arrangement according to the invention, the aperture can be increased to approximately NA = 0.065 and thus further improve the accuracy for the keratometer image.

Die erfindungsgemäße Lösung ist für die Verwendung in allen ophthalmologischen Geräten vorgesehen, in denen unterschiedliche Bildgrößen für Mess- und/oder Justierzwecke benötigt werden. Obwohl eine Nutzung insbesondere beim IOLMaster® vorgesehen ist, kann die Lösung prinzipiell auch für Funduskameras, Spaltlampen oder OCT-Geräte Verwendung finden. The solution according to the invention is intended for use in all ophthalmological devices in which different image sizes are needed for measuring and / or adjustment purposes. Although it is intended for use with the IOLMaster ® in particular, the solution can also be used for fundus cameras, slit lamps or OCT devices.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments. To show:

1a: Abbildung eines Auges im Vollbild, 1a Image of an eye in full frame,

1b: Abbildung eines Auges in einen Bildausschnitt, 1b Image of an eye in a picture detail

2: den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes mit einem zusätzlichen Achromat als Abbildungsoptik, 2 : the beam path of the ophthalmological device with an additional achromat as imaging optics,

3: den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes mit einem zusätzlichen Achromat und einer Korrekturlinse als Abbildungsoptik und 3 : the beam path of the ophthalmological device with an additional achromat and a correction lens as imaging optics and

4: den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes mit zwei zusätzlichen Achromaten als Abbildungsoptik. 4 : the beam path of the ophthalmological device with two additional achromats as imaging optics.

Das erfindungsgemäße ophthalmologische Gerät mit Abbildungsmodi für Justier- und Messaufgaben besteht aus mindestens einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Auges, einer Bildaufnahmevorrichtung, einer zentralen Steuereinheit mit einer Ausgabeeinheit, sowie einer Abbildungsoptik zur Abbildung des Beleuchtungslichtes auf unterschiedliche Teile des Auges und zur Abbildung des von Teilen des Auges reflektierten Lichtes auf die Bildaufnahmevorrichtung. Dabei ist die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera mit hoher Auflösung und einer Digitalzoom-Funktion, die zur Realisierung der Justier- und Messaufgaben sowie zur Darstellung auf der Ausgabeeinheit Verbindungen zu der zentralen Steuereinheit aufweist.The ophthalmological device according to the invention with imaging modes for adjustment and measurement tasks consists of at least one illumination unit for illuminating the eye, an image acquisition device, a central control unit with an output unit, and an imaging optics for imaging the illumination light on different parts of the eye and for imaging the parts of the Eye reflected light on the image capture device. In this case, the image recording device is a digital camera with high resolution and a digital zoom function, which has connections to the central control unit for the realization of the adjustment and measurement tasks as well as for display on the output unit.

Obwohl die von Digitalkameras angebotene Funktion eines Digitalzooms ebenfalls der Vergrößerung von Bildinhalten dient, ist die Wirkungsweise eine völlig Andere. Beim Digitalzoom handelt es sich im Gegensatz zu einem Zoomobjektiv um eine auf einem mathematischen Verfahren basierende Ausschnittvergrößerung. Für den zu speichernden Bildausschnitt wird nur ein Teil der aktiven Bildsensorfläche und somit des optischen Bildfeldes des Objektivs genutzt, wodurch weniger Bildpunkte zur Verfügung stehen. Der Bildausschnitt wird anschließend oft durch die Firmware wieder auf die nominelle Bildauflösung des Bildsensors hochgerechnet, wobei die fehlenden Bildpunkte aus den benachbarten vorhandenen Bildpunkten ermittelt werden müssen. Im einfachsten Fall geschieht dies durch das Kopieren eines benachbarten Bildpunktes. Durch Interpolation mehrerer benachbarter Bildpunkte werden bessere Ergebnisse erzielt, der rechnerische und somit zeitliche Aufwand bei der Berechnung ist jedoch zum Teil erheblich höher. Weiterhin ist dabei zu beachten, dass die Auflösung mit zunehmender Vergrößerung abnimmt.Although the function of a digital zoom offered by digital cameras also serves to increase image content, the effect is completely different. The digital zoom, unlike a zoom lens, is a magnification based on a mathematical process. Only part of the active image sensor surface and thus of the optical image field of the objective is used for the image section to be stored, as a result of which fewer pixels are available. The image section is then often extrapolated by the firmware back to the nominal image resolution of the image sensor, the missing pixels from the adjacent existing pixels must be determined. In the simplest case, this is done by copying an adjacent pixel. By interpolating several adjacent pixels better results are achieved, but the computational and thus temporal effort in the calculation is sometimes considerably higher. Furthermore, it should be noted that the resolution decreases with increasing magnification.

Während die zentrale Steuereinheit zur Realisierung der Justieraufgaben die von der Digitalkamera übermittelten Bilder im Vollbildmodus verwendet, dienen die von der Digitalkamera übermittelten Bildausschnitte im Zoommodus der Realisierung der Messaufgaben.While the central control unit uses the images transmitted by the digital camera in full-screen mode for realizing the adjustment tasks, the image sections transmitted by the digital camera in the zoom mode serve to realize the measurement tasks.

Dabei ermöglichen die im Vollbildmodus aufgenommenen Bilder die Erfassung von Informationen eines großen Bereiches. Im Gegensatz dazu wird bei den im Zoommodus aufgenommenen Bildausschnitten ein relativ kleiner Bereich genutzt, um nur bestimmte, wesentliche Details zu ermitteln und umgebende, nicht relevante Informationen auszuschließen.The images recorded in full screen mode allow the acquisition of information of a large area. In contrast, in the image section taken in zoom mode, a relatively small area is used to detect only certain, significant details and to exclude surrounding, irrelevant information.

Zur Verdeutlichung der beiden Abbildungsmodi zeigen die 1a und 1b in einer Gegenüberstellung Abbildungen eines Auges. Während die 1a das Abbild eines Auges im Vollbild zeigt, ist in 1b das Abbild eines Auges in einen Bildausschnitt dargestellt.To clarify the two imaging modes show the 1a and 1b in a juxtaposition, pictures of an eye. While the 1a the image of an eye in full screen shows is in 1b the image of an eye is shown in a picture detail.

In einer ersten besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden die von der Digitalkamera übermittelten Bilder im Vollbildmodus von der zentralen Steuereinheit für eine automatische Positionierung des ophthalmologischen Gerätes verwendet. Dazu verfügt das ophthalmologische Gerät über entsprechende Stellantriebe, die von der zentralen Steuereinheit gesteuert werden.In a first particularly advantageous embodiment, the images transmitted by the digital camera are used in full screen mode by the central control unit for automatic positioning of the ophthalmological device. For this purpose, the ophthalmic device has corresponding actuators, which are controlled by the central control unit.

In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist die Digitalkamera geeignet sowohl Einzelbilder als auch Bildsequenzen mit hoher Auflösung aufzunehmen und zwar im Vollbildmodus und im Zoommodus gleichermaßen.In a second advantageous embodiment, the digital camera is suitable for recording both individual images and image sequences with high resolution, namely in full-screen mode and in zoom mode equally.

Da die Auflösung und damit die Messgenauigkeit mit zunehmender Vergrößerung abnimmt, müssen die eingesetzte Abbildungsoptik und der Sensor der Digitalkamera entsprechend aufeinander abgestimmt werden.Since the resolution and thus the measurement accuracy decreases with increasing magnification, the imaging optics used and the sensor of the digital camera must be matched accordingly.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass beispielsweise für eine Keratometerberechnung bestimmte Genauigkeitsanforderungen bestehen, die auch bei der elektronischen Nachvergrößerung durch die Funktion des Digitalzooms einzuhalten sind. Die Anforderungen an die Auflösung des optischen Systems sind für Keratometermessung höher als für die Realisierung anderen Abbildungsaufgaben, wie beispielsweise Vorderkammermessung und Umfeldbeobachtung.It should be noted that, for example, for a Keratometerberechnung certain accuracy requirements exist, which are to be observed even in the electronic Nachvergrößerung by the function of the digital zoom. The requirements for the resolution of the optical system are higher for keratometry than for the realization of other imaging tasks, such as anterior chamber measurement and environmental observation.

Ausgehend von einem erforderlichen Kontrastwert der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) für die Abbildung des Augenabschnittes auf dem Sensor der Digitalkamera, der meistens zwischen 30% und 40% liegt, muss die gleiche Anzahl von Linienpaaren aus dem Objekt (Augenabschnitt) in den gezoomten Bildausschnitt abgebildet werden, wobei der Pixelabstand auf dem Sensor zu beachten ist.Assuming a required contrast value of the modulation transfer function (MTF) for imaging the eye section on the sensor of the digital camera, which is usually between 30% and 40%, the same number of line pairs must be imaged from the object (eye section) into the zoomed image section, the pixel spacing on the sensor has to be considered.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Aperturen von Abbildungsoptik und Sensor der Digitalkamera aufeinander abgestimmt.In a further advantageous embodiment, the apertures of imaging optics and sensor of the digital camera are matched to one another.

Um die gleiche Empfindlichkeit wie bei den nach dem Stand der Technik bekannten ophthalmologischen Geräten zu erreichen, sollte die Apertur am Auge (Objektapertur) mindestens so groß wie bisher (NA = 0,04), vorzugsweise aber größer sein, wobei sich diese bis auf etwa NA = 0,065 steigern lässt.In order to achieve the same sensitivity as in the ophthalmic devices known in the prior art, the aperture on the eye (object aperture) should be at least as large as before (NA = 0.04), but preferably greater, this being up to about NA = 0.065 increase.

Die Apertur auf dem Sensor der Digitalkamera ist jedoch zwangweise größer, weil diese für die Umfeldabbildung bestimmt wird und das Objektfeld für die Keratometermessung am Auge größer ist als bisher. Mit größer werdender Apertur für die Abbildung auf den Sensor der Digitalkamera wird auch der Aufwand für die Abbildungsoptik größer.However, the aperture on the sensor of the digital camera is necessarily larger, because this is determined for the environment mapping and the object field for the keratometer measurement at the eye is greater than before. With increasing aperture for the image on the sensor of the digital camera and the effort for the imaging optics is greater.

In einer ersten Ausgestaltung der Abbildungsoptik wird die gleiche Objektapertur gewählt. Hierzu zeigt die 2 den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes, der ausgehend von der Ebene der Hornhaut 1, aus einem Abschlussglas 2, zwei Teilerprismen 3 und 4, einem Achromaten 9, einem zwischen den Spiegeln 5 und 6 angeordneten zusätzlichen Achromaten 10, sowie einer Keratometerblende 7 und dem Sensor der Digitalkamera 8 besteht.In a first embodiment of the imaging optics, the same object aperture is selected. This shows the 2 the beam path of the ophthalmic device, starting from the level of the cornea 1 , from a graduated glass 2 , two divider prisms 3 and 4 , an Achromat 9 one between the mirrors 5 and 6 arranged additional achromats 10 , as well as a Keratometerblende 7 and the sensor of the digital camera 8th consists.

Bei einem Kontrastwert der MTF von 40% wird auf dem Sensor der Digitalkamera 8 dann die gleiche Anzahl von Linienpaaren pro mm für die Objekthöhe am Patientenauge von 3 mm abgebildet, wenn dieser eine Auflösung von mindestens 1024×768 Pixel aufweist. Dadurch entspricht die zu erwarten Genauigkeit der für Keratometerberechnung erforderlichen Genauigkeitsanforderung. Gleichzeitig wird im Vollbildmodus das gleiche Umfeld am Auge beobachtet, wie mit den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen. Siehe dazu 1.At a contrast of MTF of 40% will be on the sensor of the digital camera 8th then the same number of line pairs per mm for the object height at the patient's eye of 3 mm, if this has a resolution of at least 1024 × 768 pixels. As a result, the expected accuracy corresponds to the precision requirement required for keratometer calculation. At the same time, the same environment is observed on the eye in full-screen mode, as with the solutions known from the prior art. See 1 ,

Obwohl als Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera 8 mit einer Auflösung von 1024×768 Pixel ausreichend ist, jedoch ein Sensor mit einer Auflösung von 1280×1024 Pixel verwendet werden, der sollte vorzugsweise auf der CMOS-Technologie basiert.Although a digital camera as an image pickup device 8th is sufficient with a resolution of 1024 × 768 pixels, however, a sensor with a resolution of 1280 × 1024 pixels are used, which should preferably based on the CMOS technology.

Trotzdem liefert die erste Ausgestaltung der Abbildungsoptik gemäß 2 zwar für Keratometerberechnungen eine ausreichend gute Bildqualität, für die Umfeldbeobachtung ist diese jedoch unzureichend. Dies resultiert daher, dass der Abbildungsmaßstab der Apertur auf dem Sensor der Digitalkamera 8 in der Regel größer wird.Nevertheless, the first embodiment of the imaging optics according to 2 Although for keratometer calculations a sufficiently good image quality, but for the observation of the environment, this is insufficient. This results in that the magnification of the aperture on the sensor of the digital camera 8th usually gets bigger.

In einer zweiten Ausgestaltung der Abbildungsoptik wird dies durch eine Korrekturlinse 11 behoben. Dazu zeigt die 3 den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes, der ebenfalls, ausgehend von der Ebene der Hornhaut 1, einem Abschlussglas 2, zwei Teilerprismen 3 und 4, einem zwischen den Spiegeln 5 und 6 angeordneten zusätzlichen Achromaten 10, sowie der Keratometerblende 7 und dem Sensor der Digitalkamera 8 besteht. In dieser zweiten Ausgestaltung verfügt die Abbildungsoptik allerdings über eine Korrekturlinse 11, die ebenfalls zwischen den Spiegeln 5 und 6, vor dem zusätzlichen Achromat 10 angeordnet ist. Die Keratometerblende 7 dient auch hier zur Erzwingung der telezentrischen Hauptstrahlen vom Patientenauge.In a second embodiment of the imaging optics, this is done by a correction lens 11 Fixed. This shows the 3 the beam path of the ophthalmic device, which also, starting from the level of the cornea 1 , a graduation glass 2 , two divider prisms 3 and 4 one between the mirrors 5 and 6 arranged additional achromats 10 , as well as the Keratometerblende 7 and the sensor of the digital camera 8th consists. In this second embodiment, however, the imaging optics has a correction lens 11 that also between the mirrors 5 and 6 , before the additional achromat 10 is arranged. The keratometer aperture 7 serves also for the enforcement of the telecentric main rays of the patient's eye.

Während die beiden Ausgestaltungen der Abbildungsoptik gemäß der 2 und 3 für Keratometerberechnungen und die Umfeldbeobachtung eine ausreichend gute Bildqualität liefern, ist diese jedoch für Bildausschnitte der Vorderkammer im Zoommodus unzureichend.While the two embodiments of the imaging optics according to the 2 and 3 For keratometer calculations and the environment observation provide a sufficiently good image quality, but this is insufficient for image excerpts of the anterior chamber in zoom mode.

Nach dem Stand der Technik erfolgte die Erzeugung von Bildausschnitten der Vorderkammer mit einer größeren Apertur. Dies war für die empfindliche Auswertung der Bildausschnitte notwendig, da der Bereich des vorderen Augenabschnittes relativ dunkel ist.In the prior art, the production of image sections of the anterior chamber has been made with a larger aperture. This was necessary for the sensitive evaluation of the image sections, since the area of the front eye section is relatively dark.

In einer dritten Ausgestaltung der Abbildungsoptik wird dies durch die Anordnung eines weiteren Achromaten behoben. Dazu zeigt die 4 den Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes bei dem die Abbildungsoptik aus zwei Achromaten besteht. Hierbei geht der Strahlengang des ophthalmologischen Gerätes ebenfalls wieder von der Ebene der Hornhaut 1 aus und besteht aus einem Abschlussglas 2, zwei Teilerprismen 3 und 4, einem Achromaten 9, einem zwischen den Spiegeln 5 und 6 sowie einer Keratometerblende 7 und dem Sensor der Digitalkamera 8. In dieser dritten Ausgestaltung verfügt die Abbildungsoptik allerdings über zwei zusätzliche Achromaten 10 und 12, die ebenfalls zwischen den Spiegeln 5 und 6 angeordnet sind.In a third embodiment of the imaging optics, this is remedied by the arrangement of another achromat. This shows the 4 the beam path of the ophthalmic device in which the imaging optics consists of two achromats. Here, the beam path of the ophthalmological device also goes back from the level of the cornea 1 made and consists of a cover glass 2 , two divider prisms 3 and 4 , an Achromat 9 one between the mirrors 5 and 6 and a keratometer aperture 7 and the sensor of the digital camera 8th , In this third embodiment, however, the imaging optics has two additional achromats 10 and 12 that also between the mirrors 5 and 6 are arranged.

Ein Vorteil dieser Abbildung mit verringerter Apertur ist die bessere Kantenkontrastschärfe für die Vorderkammerabbildung. Um die erforderliche Helligkeit zu erreichen, sind sowohl eine Steigerung der Intensität der Beleuchtung oder die Verwendung eines empfindlicheren Sensors der Digitalkamera möglich.An advantage of this reduced aperture mapping is the better edge contrast sharpness for the Anterior chamber imaging. In order to achieve the required brightness, both an increase in the intensity of the illumination or the use of a more sensitive sensor of the digital camera are possible.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das ophthalmologische Gerät mit Abbildungsmodi für Justier- und Messaufgaben ein auf kurzkohärenten Verfahren basierendes optisches Messgerät, vorzugsweise ein IOLMaster®.In a particularly advantageous embodiment, the ophthalmic device with imaging modes for calibration and measurement applications, a short-coherent based optical measuring method, preferably a IOLMaster ®.

Der IOLMaster® von der Carl Zeiss Meditec AG ist ein auf kurzkohärenten Verfahren basierendes optisches Messgerät, mit dem sich die Achslänge, Vorderkammertiefe und Hornhautbrechkraft eines Auges exakt und berührungsfrei bestimmen lässt.The IOLMaster ® from Carl Zeiss Meditec AG is an optical measuring device based on short-coherent procedures, with which the axis length, anterior chamber depth and corneal refractive power of an eye can be determined precisely and without contact.

Dazu verfügt der IOLMaster® ebenfalls über eine Bildaufnahmevorrichtung in Form einer Digitalkamera mit hoher Auflösung und einer Digitalzoom-Funktion und eine zentrale Steuereinheit zur Realisierung der Justier- und Messaufgaben sowie zur Darstellung der von der Digitalkamera übermittelten Bilder auf der Ausgabeeinheit.For this purpose, the IOLMaster ® also has an image recording device in the form of a digital camera with high resolution and a digital zoom function and a central control unit for realizing the adjustment and measurement tasks and for displaying the images transmitted by the digital camera on the output unit.

Mit den zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen ist der IOLMaster® in der Lage, neben der Justieraufgabe auch die anfallenden Messaufgaben, wie Bestimmung von Achslänge und Vorderkammertiefe, sowie Hornhautkrümmung und -brechkraft eines Auges exakt und berührungsfrei zu bestimmen und dabei auf bewegte Teile, insbesondere einen Objektivwechsel zu verzichten. Dadurch können die Messungen wesentlich schneller erfolgen und die Belastung für den Patienten können minimiert werden.With the advantageous embodiments described above, the IOLMaster ® is able to determine in addition to the Justieraufgabe and the resulting measurement tasks, such as determination of axis length and anterior chamber depth, and corneal curvature and refractive power of an eye accurately and non-contact, while moving parts, especially a lens change to renounce. As a result, the measurements can be made much faster and the burden on the patient can be minimized.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Lösung für ophthalmologische Geräte zur Verfügung gestellt, mit der die von einer Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bilder im Vollbild- und Zoommodus für Justier- und Messaufgaben verwendet werden können. Dabei kann auf bewegte Teile, wie beispielsweise einen Objektivwechsler verzichtet werden, wodurch das Gesamtsystem schneller und störunanfälliger wird.With the arrangement according to the invention, a solution for ophthalmological devices is made available with which the images taken by an image recording device can be used in the full-screen and zoom mode for adjustment and measurement tasks. It can be dispensed with moving parts, such as a lens changer, making the overall system faster and störunanfälliger.

Der Einsatz einer Digitalkamera mit Digitalzoom-Funktion kann in einem ophthalmologischen Gerät verwendet werden, um im Vollbildmodus das Auge des Patienten und eine große Umgebung aufzunehmen und/oder darzustellen. Dies kann zum Beispiel genutzt werden um eine Grobeinstellung des Gerätes vorzunehmen. Im Bildausschnitt wird gezielt nur ein Ausschnitt des Auges aufgenommen und/oder dargestellt, welcher zum Durchführen von Messungen geeignet ist. Aufnahme und Darstellungen sind dabei als Einzelbild oder als Video möglich.The use of a digital camera with digital zoom function can be used in an ophthalmic device to capture and / or display the patient's eye and a large environment in full screen mode. This can be used, for example, to make a coarse adjustment of the device. In the image section, only a portion of the eye is selectively recorded and / or displayed, which is suitable for performing measurements. Recording and presentations are possible as a single image or as a video.

Mit der vorgestellten Lösung konnte ein neues System realisiert werden, das die drei Aufgaben Keratometermessung, Umfeldbeobachtung und Messung der Vorderkammertiefe etwa mit gleich hoher Qualität erfüllt. Trotz elektronischer Vergrößerung wird die Messgenauigkeit nicht beeinträchtigt.With the presented solution a new system could be realized, which fulfills the three tasks of keratome measurement, environment observation and measurement of anterior chamber depth with approximately the same high quality. Despite electronic magnification, the measurement accuracy is not affected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10250569 A1 [0005] DE 10250569 A1 [0005]

Claims (11)

Ophthalmologisches Gerät mit Abbildungsmodi für Justier- und Messaufgaben, bestehend aus mindestens einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Auges, einer Bildaufnahmevorrichtung, einer zentralen Steuereinheit mit einer Ausgabeeinheit, sowie einer Abbildungsoptik zur Abbildung des Beleuchtungslichtes auf unterschiedliche Teile des Auges und zur Abbildung des von Teilen des Auges reflektierten Lichtes auf die Bildaufnahmevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, das die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera mit hoher Auflösung und einer Digitalzoom-Funktion ist, die Verbindungen zu der zentralen Steuereinheit zur Realisierung der Justier- und Messaufgaben sowie zur Darstellung auf der Ausgabeeinheit aufweist.Ophthalmological device with imaging modes for adjustment and measurement tasks, comprising at least one illumination unit for illuminating the eye, an image acquisition device, a central control unit with an output unit, and an imaging optics for imaging the illumination light on different parts of the eye and for imaging of parts of the eye reflected light on the image pickup device, characterized in that the image pickup device is a digital camera with high resolution and a digital zoom function having connections to the central control unit for realizing the adjustment and measurement tasks as well as for display on the output unit. Ophthalmologisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit zur Realisierung der Justieraufgaben von der Digitalkamera übermittelte Bilder im Vollbildmodus verwendet.Ophthalmological device according to claim 1, characterized in that the central control unit for realizing the adjustment tasks used by the digital camera images in full screen mode. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Digitalkamera übermittelte Bilder im Vollbildmodus von der zentralen Steuereinheit für eine automatische Positionierung des ophthalmologischen Gerätes verwendet werden.An ophthalmological apparatus according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the images transmitted by the digital camera are used in full screen mode by the central control unit for automatic positioning of the ophthalmological apparatus. Ophthalmologisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die zentrale Steuereinheit zur Realisierung der Messaufgaben von der Digitalkamera übermittelte Bildausschnitte im Zoommodus verwendet.Ophthalmological device according to claim 1, characterized in that the central control unit for realizing the measurement tasks of the digital camera transmitted image excerpts used in the zoom mode. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera geeignet ist sowohl Einzelbilder als auch Bildsequenzen mit hoher Auflösung aufzunehmen.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the digital camera is suitable both to capture individual images and image sequences with high resolution. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aperturen von Abbildungsoptik und Digitalkamera aufeinander abgestimmt sind.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the apertures of imaging optics and digital camera are matched to one another. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektapertur NA mindestens 0,04, vorzugsweise jedoch von bis zu 0,065 beträgt.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the object aperture NA is at least 0.04, but preferably up to 0.065. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik aus mindestens einem Achromaten besteht.Ophthalmological device according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the imaging optics consists of at least one achromat. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera mit einer Auflösung von mindestens 1024×768 Pixel, vorzugsweise jedoch 1280×1024 Pixel ist.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the image recording device is a digital camera with a resolution of at least 1024 × 768 pixels, but preferably 1280 × 1024 pixels. Ophthalmologisches Gerät mindestens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera ist, die auf einem CMOS-Sensor basiert.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the image recording device is a digital camera based on a CMOS sensor. Ophthalmologisches Gerät nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ophthalmologisches Gerät mit Abbildungsmodi für Justier- und Messaufgaben, ein auf kurzkohärenten Verfahren basierendes optisches Messgerät, vorzugsweise ein IOLMaster® ist, der über eine Bildaufnahmevorrichtung in Form einer Digitalkamera mit hoher Auflösung und einer Digitalzoom-Funktion und eine zentrale Steuereinheit zur Realisierung der Justier- und Messaufgaben sowie zur Darstellung der von der Digitalkamera übermittelten Bilder auf der Ausgabeeinheit verfügt.Ophthalmological device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ophthalmological device with imaging modes for adjustment and measurement tasks, a short-coherent method-based optical measuring device, preferably an IOLMaster ® , via an image pickup device in the form of a high-resolution digital camera and a digital zoom function and a central control unit for the realization of the adjustment and measurement tasks and for displaying the transmitted from the digital camera images on the output unit has.
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